外泌体作为肺癌精准诊断的生物标志物 学术背景 肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，尤其是非小细胞肺癌（NSCLC）和小细胞肺癌（SCLC）的早期诊断和精准治疗仍然面临巨大挑战。传统的组织活检虽然被认为是肺癌诊断的“金标准”，但其侵入性、耗时性和高成本限制了其在早期诊断中的应用。近年来，液体活检（liquid biopsy）作为一种非侵入性诊断方法，逐渐成为研究热点。液体活检通过分析血液等体液中的循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤DNA（ctDNA）以及外泌体（extracellular vesicles, EVs）等生物标志物，为肺癌的早期诊断和精准治疗提供了新的可能性。 外泌体是由细胞分泌的纳米级膜包裹囊泡，携带蛋白质、脂质、DNA和RNA等多种生物活性物质，能够通过细胞间通讯调控受体细...
灵长类视网膜中侏儒节细胞感受野构建的计算模型研究 学术背景 灵长类视网膜中的侏儒通路（midget pathway）是视觉系统中高空间分辨率和颜色感知的基础。这一通路的关键特征之一是感受野的中心-周围组织（center-surround organization），即感受野中心区域的反应被周围区域的反应所拮抗。尽管这一现象已被广泛研究，但仍有两个关键问题未得到解决：首先，周围区域的反应主要或完全由水平细胞（horizontal cells）对光感受器（cones）的负反馈引起，这与流行的“高斯差分模型”（difference of gaussians, DOG）所暗示的前馈抑制（feedforward inhibition）机制相矛盾；其次，感受野中心和周围区域的空间范围是否可以通过其组成部...
大脑中的相关变异性导致高度次优的感官编码 学术背景 大脑通过神经群体的活动来感知世界，但感官编码的计算目标是为了支持感官刺激的区分，还是为了生成感官世界的内在模型，这一问题尚未明确。实验中发现，神经群体中的相关变异性（噪声相关性）普遍存在，许多研究表明，与没有相关性的零模型相比，相关变异性可以提高感官编码的区分能力。然而，这些研究并未探讨相关变异性是否对区分性感官编码是最优的。如果感官编码的计算目标是区分性的，那么相关变异性应该被优化以支持这一目标。本文通过开发两种新的零模型，评估了神经群体中相关变异性对区分性感官编码的最优性，并发现相关变异性在多个数据集中都表现出高度次优的区分性感官编码。 论文来源 本文由Jesse A. Livezey、Pratik S. Sachdeva、Maximi...
多巴胺受体在丘脑网状核中的调控作用：一项关于神经元兴奋性与电突触的研究 学术背景 丘脑网状核（Thalamic Reticular Nucleus, TRN）是大脑中一个重要的抑制性神经元网络，负责调控丘脑与皮层之间的感觉信息传递。TRN神经元通过电突触（electrical synapses）相互连接，形成密集的耦合网络，这种电突触在神经元同步放电、信号传递和网络功能中起着关键作用。多巴胺（dopamine, DA）作为一种重要的神经递质，广泛参与注意力、奖赏和运动控制等过程。TRN接受来自中脑的多巴胺能输入，并表达高浓度的D1和D4受体。然而，多巴胺如何直接影响TRN神经元的兴奋性和电突触强度，仍然是一个未解之谜。 本研究旨在揭示多巴胺通过其受体（D1、D2和D4）对TRN神经元兴奋性和...
智利刷尾鼠（Octodon degus）作为研究视觉系统的新模型 学术背景 视觉系统的研究一直是神经科学领域的重要课题。传统上，科学家们通常使用夜行性或黄昏活动的啮齿动物（如仓鼠、大鼠和小鼠）作为模型来研究视觉系统的发育和功能。然而，这些动物的视觉系统相对简单，且与人类等昼行性哺乳动物的视觉系统存在显著差异。为了拓宽研究范围，科学家们开始寻找更接近人类视觉系统的动物模型。智利刷尾鼠（Octodon degus）作为一种昼行性、早熟性啮齿动物，具有丰富的视锥细胞和高度发达的视网膜结构，因此被认为是一个潜在的研究模型。 本研究的主要目标是评估智利刷尾鼠的视觉生理特性，特别是其上丘（superior colliculus, SC）神经元的视觉反应和感受野（receptive field, RF）特...
通过拉伸反射模型从肌电信号估计快速和慢速运动中的下行激活模式 背景介绍 在运动控制领域，大脑的下行激活（descending activation）是肌肉激活的主要来源，但脊髓反射回路（spinal reflex loops）也在运动生成中扮演了重要角色。脊髓拉伸反射（spinal stretch reflex）是一种短延迟的反射机制，能够快速响应肌肉长度的变化，从而调节肌肉力量。然而，尽管脊髓反射在运动生成中的作用已被广泛研究，它在现代运动控制理论中的地位仍然不够明确。为了更好地理解脊髓反射如何与大脑的下行激活共同作用，Lei Zhang 和 Gregor Schöner 开展了一项研究，旨在通过肌电图（electromyographic, EMG）信号和运动学数据，直接估计下行激活模式。...
利用高密度表面肌电图改进M波的定位与测量 学术背景 表面肌电图（surface electromyography, sEMG）是一种用于研究肌肉功能和控制假肢的重要工具。然而，由于附近肌肉的信号干扰（cross talk），sEMG的有效性常常受到限制。特别是在前臂等肌肉密集的区域，信号干扰问题尤为突出。为了解决这一问题，研究人员引入了高密度表面肌电图（high-density sEMG, HD-sEMG）技术，该技术通过提高空间分辨率，能够更好地隔离目标肌肉的M波（肌肉动作电位）。本研究旨在评估HD-sEMG在M波定位中的表现，并探讨空间滤波器在减少信号干扰方面的作用。 论文来源 本论文由Ernesto H. Bedoy、Efrain A. Guirola Diaz等多名研究人员共同撰写，...
衰老与抗氧化剂对蝗虫扩散性去极化恢复的影响 学术背景 扩散性去极化（Spreading Depolarization, SD）是一种在哺乳动物和昆虫中暂时关闭神经处理的现象。在人类中，SD与多种病理状态相关，如偏头痛先兆和创伤性脑损伤后的神经元死亡。然而，在昆虫中，SD被认为是一种在环境挑战下暂时保存能量的机制。尽管SD在哺乳动物和昆虫中的表现不同，但其潜在的机制可能相似。年龄是影响SD后果的关键因素，尤其是在人类中，老年患者对SD的恢复能力较差。然而，关于年龄如何影响昆虫模型中的SD恢复，以及氧化应激在这一过程中的作用，目前的研究较少。 本研究旨在探讨年龄对蝗虫模型中SD恢复的影响，并研究氧化应激在这一过程中的作用。通过使用蝗虫作为模型，研究人员希望揭示SD在昆虫和哺乳动物中的共同机制，并...
视觉感知与眼动研究的新发现 背景介绍 在日常生活中，尽管我们的眼睛不断进行快速的眼球运动（称为扫视，saccades），我们仍然能够感知到一个稳定的视觉环境。这种稳定性是通过视觉系统在扫视过程中整合信息来实现的。然而，扫视期间的视觉处理机制仍然是一个复杂且未完全解决的问题。特别是，当在扫视期间呈现短暂的视觉刺激时，这些刺激的位置往往会被错误地感知，这种现象被称为“扫视周围视觉错位”（perisaccadic mislocalization）。这一现象被认为与扫视相关的神经运动命令的“伴随放电”（corollary discharge）信号有关。 最近的研究表明，上丘（superior colliculus, SC）中的运动爆发（motor bursts）——已知的伴随放电来源之一——会因扫视...
视觉处理中的高频活动与C1 ERP成分的差异贡献：一项EEG-MEG联合研究 学术背景 在神经科学领域，理解视觉信息如何在大脑中被处理是一个核心问题。视觉信息的处理通常被分为两个主要过程：前馈（feedforward）和反馈（feedback）。前馈过程指的是从视网膜到初级视觉皮层（V1）的信息传递，而反馈过程则涉及从高级视觉区域返回到V1的信息传递。尽管这两个过程在视觉处理中都起着关键作用，但它们的具体机制和时间动态仍不完全清楚。 高频活动（High-Frequency Activity, HFA）是大脑中80-150 Hz的神经振荡，通常被认为是局部神经元群体活动的标志。HFA在人类颅内记录中表现出对行为相关刺激的差异调制，表明其可能参与前馈过程。然而，HFA也显示出对浅层皮层的显著依赖...